Publicado em: 11/06/2018 às 11h50

Prototipagem em Odontologia

A tecnologia tem o potencial de revolucionar diversas áreas da Ciência Médica.

A mais nova onda de desenvolvimento digital na Odontologia é a impressão 3D.

 

A prototipagem de materiais de uso odontológico tem estado em lugar de destaque na área das reabilitações odontológicas. A prototipagem rápida é o termo utilizado para a fabricação de modelos físicos com alta precisão anatômica, utilizando imagens tridimensionais através de máquinas guiadas por computador. Consiste em uma poderosa tecnologia com potencial de revolucionar certas áreas da Ciência Médica1-2.

O enorme progresso dessa tecnologia digital foi iniciado com o advento do CAD/CAM para uso odontológico e dos scanners intraorais, criando uma nova modalidade na clínica odontológica. E a mais nova onda de desenvolvimento digital na Odontologia é a impressão 3D2.

As indicações da impressão 3D são amplas, muito utilizadas em cirurgias bucomaxilofaciais para a confecção de modelos protéticos, para auxiliar na reabilitação de pacientes com câncer bucal, para planejamentos e documentação de todas as áreas (Ortodontia, Prótese Dentária, Cirurgia, Endodontia etc.), tratamento de algumas anormalidades da ATM, dentre várias outras aplicações. A técnica de impressão 3D também pode estar aliada a outros exames, como tomografia computadorizada e cefalometria 3D, para um completo planejamento digital1.

A classificação das técnicas de impressão é difícil de ser estabelecida, pois essa tecnologia tem crescido exponencialmente no mercado e também na literatura científica. Sendo assim, atualmente existem quatro processos de fabricação de impressão: impressão por extrusão, impressão a jato de tinta, fusão/sinterização a laser e impressão de litografia2.

Na impressão de extrusão, um material é dispensado de um bocal com movimento controlado por computador usando três eixos de rotação. Na impressão a jato de tinta, gotículas micrométricas de uma tinta (geralmente um fotopolímero) são dispensadas também usando três eixos de rotação. Por outro lado, a fusão e a sinterização do laser não dispensam material de um bico. Em vez disso, a alta temperatura da luz laser é usada para sinterizar ou soldar regiões específicas em um leito em pó enquanto uma etapa se move para cima ou para baixo, e o material é adicionado camada a camada, gerando assim uma estrutura em 3D.

Por fim, a impressão de luz ou de litografia (que muitas vezes também usam laser como fonte de luz) é realizada a partir de fotopolímeros mantidos em um compartimento controlado pelo eixo Z, e a estrutura 3D resulta da exposição direta do polímero à luz, enquanto a cuba ou porta-amostra se move para cima ou para baixo. Nesse último método, são utilizadas duas abordagens comuns. Na impressão comum de estereografia (SLA), um laser de espelho galvânico direciona a luz laser para a superfície de um cubo de monômeros, expondo voxels para criar estruturas de polímero 3D. Em impressão de projeção digital (DMD-DPP, que representam o dispositivo digital de microespelho-impressão de projeção digital), um conjunto de microespelhos controla a atuação liga-desliga da luz para polimerizar monômeros em uma camada inteira de cada vez, e como a plataforma de construção aumenta, uma estrutura de polímero em 3D é criada camada por camada2,4.

Outra técnica também é descrita na literatura: a tecnologia de impressão tridimensional, que é semelhante à impressão de impressoras jato de tinta. Um pó cerâmico ou polimérico é ejetado pela solução e solidificado por meio da interação com luz ultravioleta em um reservatório, constituindo estruturas que formarão o arcabouço do protótipo. A impressão tridimensional tem as vantagens da facilidade de corte, aparência semelhante ao osso e possibilidade de construção de modelos coloridos, estruturas menores e mais complexas, além de permitir a prototipagem de biomodelos mais rapidamente e a um custo menor que técnicas como a modelagem por deposição fundida, sinterização seletiva a laser e estereolitografia. Entretanto, as desvantagens são a razoável precisão dimensional, imprecisão na produção de estruturas, a porosidade superficial e a liberação de pó ao corte1.

Dentro das técnicas de prototipagem aditiva, a estereolitografia é uma das utilizadas na fabricação de modelos em Odontologia. As vantagens da estereolitografia são precisão dimensional, reprodução de estruturas finas, possibilidade de fixação de parafusos e de criação de modelos coloridos e transparência do material. Enquanto as desvantagens são o alto custo pós-processamento e a difícil visualização da superfície. Quanto ao protocolo de fabricação de modelos, sabe- -se que esse sistema é baseado na polimerização de resina líquida fotossensível por meio de luz ultravioleta e, apesar das desvantagens da utilização da estereolitografia, as vantagens parecem justificar o porquê esse é o processo mais utilizado na Odontologia1.

No mercado brasileiro, encontramos algumas impressoras 3D, modelos maiores para serem utilizados em larga escala em laboratórios ou modelos compactos, que podem ser adquiridos para a utilização em consultórios. A Form 2 (Formlabs, Massachusetts, Estados Unidos) é uma impressora compacta, que utiliza a técnica de estereolitografia e confere modelos de alta qualidade e precisão (Figura 1). É possível determinar a qualidade de impressão dos modelos, como 25, 50 ou 100 mícrons e 0,001, 0,002 ou 0,004 polegadas. A Form 2 imprime com uma velocidade de 1-3 cm/hora ao longo do eixo Z, ao imprimir em 100 mícrons. A torre da Form 2, por exemplo, leva cerca de 1,5 hora para imprimir com uma camada de altura de 100 mícrons.

Figura 1 – Impressora 3D Form 2 (Formlabs). Figuras 2 – Objet30 e Objet Eden260 (Stratasys).


A empresa Stratasys (Minnesota, Estados Unidos) trouxe para o mercado outros modelos também da linha Objet (Figuras 2), com impressoras compactas de alta resolução e impressoras de grande porte para laboratórios, que fresam até quatro tipos de materiais. Esses são apenas exemplos de impressoras, mas existem outras marcas comerciais e outros modelos no mercado atual.

Além de impressoras de modelos, existem também impressoras de cera. Assim, é possível imprimir em cera e injetar o material cerâmico, por exemplo, apesar de não cumprir todo um protocolo digital, é um modelo de trabalho possível. Um estudo de adaptação marginal de inlays confeccionadas pela técnica convencional e pela técnica digital mostra que o padrão de cera impresso possui resultados semelhantes de adaptação interna e marginal, se comparado ao padrão de cera confeccionado convencionalmente3.

Dessa forma, com toda a tecnologia cada vez mais à disposição do cirurgião-dentista, aliando-se às características positivas desse novo método de confecção de próteses odontológicas, como precisão, fidelidade e, principalmente, a economia de tempo, vemos que modelos impressos devem entrar nos consultórios e casos odontológicos de muitas especialidades, reduzindo as chances de erros nos trabalhos.   

 

Referências

1. Dutra DM, Nascimento LG, Araujo-Luck AMM, Bento PM. Aplicabilidade da prototipagem rápida na Odontologia – uma revisão de literatura. Rev Ciênc Méd Biol 2017;16(1):89-95.

2. Tahayeri A, Morgan MC, Fugolin AP, Bompolaki D, Athirasala A, Pfeifer CS et al. 3D printed versus conventionally cured provisional crown and bridge dental materials. Dent Mater 2017 (in Press).

3. Homsy FR, Özcan M, Khoury M, Majzoub ZAK. Marginal and internal fit of pressed lithium disilicate inlays fabricated with milling, 3D printing, and conventional technologies. J Prosthetic Dent 2017 (in Press).

4. Stansbury JW, Idacavache MJ. 3D printing with polymers: challenges among expanding options and opportunities. Dent Mater 2016;32(1):54-64.

 

 

Coordenação:

Guilherme Saavedra

Professor assistente do Depto. de Materiais Odontológicos e Prótese, e professor da especialidade de Prótese Dentária do programa de pós-graduação em Odontologia Restauradora – ICT Unesp.

 

 

 

 

 

 

 

 

Nathália de Carvalho Ramos

Mestra e doutoranda em Prótese Dentária do programa de pós-graduação em Odontologia Restauradora – Instituto de Ciência e Tecnologia de São José dos Campos/SP, Unesp.

 

 

 

 

 

 

 

Júlio Nogueira Luz

Cirurgião-dentista, mestre e doutorando em Odontologia Restauradora – Prótese Dentária pela Unesp – São José dos Campos; Professor de Prótese – Universidade Brasil/SP.